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Implementierung eines sensorintegrierten Bearbeitungsinstrumentes für die minimal-invasive Chirurgie

Der aktuelle Trend in der Medizin geht zu einer für den Patienten individuellen und schonenden Therapie. Minimal-invasive Operationstechniken dienen einer reduzierten Belastung, schnelleren Mobilisierung und somit kürzeren Genesungszeiten.

Die Bearbeitung von Knochenstrukturen mit Sägen, Hochgeschwindigkeitsfräsern oder Bohrern erfolgt nicht selten in unmittelbarer Nähe zu wichtigen, empfindlichen Strukturen, deren Schutz vom Chirurgen große Erfahrung mit der Operationstechnik fordert. Klassische Schutzmechanismen wie starre mechanische Anschläge oder Kapselung der Bearbeitungswerkzeuge stellen für manche Anwendungen eine nicht ausreichende Sicherung dar. Unter dem Aspekt einer schonenden Therapie ist eine häufige iterative Kontrolle des Bearbeitungsfortschritts ebenfalls nicht effizient und zuverlässig durchführbar.

Am Lehrstuhl für Medizintechnik im Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik der RWTH Aachen wurde ein Konzept für ein neuartiges Verfahren und Instrumentarium entwickelt und patentiert, welches den geforderten Schutz kritischer Strukturen ermöglicht.

Unmittelbare Anwendungsgebiete ergeben sich unter anderem in der Wirbelsäulenchirurgie (Neurochirurgie, Orthopädie), in direkter Nähe zum Zentralen Nervensystem oder auch bei erneuter Eröffnung des Thorax mittels Sternotomie in der Herzchirurgie. Die Unterstützung des Chirurgen wird durch die semiautomatische Tiefenregulation des Bearbeitungswerkzeugs erreicht. Dabei erfolgt auf Basis von Sensordaten eine Anpassung an die individuelle anatomische Situation.

Durch die Interaktion zwischen Instrument und Chirurg lässt sich die Therapie in wesentlichen Merkmalen wie Sicherheit, Genauigkeit und Geschwindigkeit optimieren.